遼寧省不同地域稻米品質(zhì)比較分析

張麗娜，易 軍，本間香貴，高繼平，張文忠

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 水稻研究所，沈陽110161；2.日本仙臺(tái)東北大學(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究生院，仙臺(tái)981-8555；3.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，成都610023）

稻米是我國(guó)人民的主食，在口糧安全中占有重要地位，關(guān)系著人們的生活質(zhì)量和健康水平。在解決數(shù)量安全之后，人們開始關(guān)注稻米品質(zhì)，由吃飽向吃好轉(zhuǎn)變。因此，適應(yīng)國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革要求，在確保綜合產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，通過品種改良、優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)和布局，大力發(fā)展優(yōu)質(zhì)水稻，提高稻米品質(zhì)和效益，已經(jīng)成為各水稻主產(chǎn)區(qū)近年的工作重點(diǎn)[1-2]。

遼寧省地處高緯度冷涼地區(qū)，水稻成熟過程中晝夜溫差較大，灌漿速度較快，病蟲害較輕，有利于水稻優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[3]。遼寧盤錦大米、營(yíng)口大米、桓仁大米等都是具有區(qū)域特色的品牌農(nóng)產(chǎn)品，其不同的品質(zhì)和口味廣受人們喜愛。稻米品質(zhì)是品種遺傳特性、生長(zhǎng)環(huán)境條件、栽培技術(shù)以及加工和儲(chǔ)藏條件等綜合作用的結(jié)果[4-6]，其中較為重要的指標(biāo)包括外觀品質(zhì)中的堊白粒率和堊白度，理化品質(zhì)中的直鏈淀粉含量和膠稠度，食味品質(zhì)中的食味值等[7-9]。不同品種稻米品質(zhì)不同，同一品種在不同地區(qū)、不同環(huán)境條件下生產(chǎn)，稻米品質(zhì)也不相同，進(jìn)一步表明了稻米品質(zhì)形成的綜合性、復(fù)雜性[10-12]。因此，本試驗(yàn)以遼寧省不同稻作區(qū)主栽水稻品種的當(dāng)季稻谷為試驗(yàn)材料，研究遼寧省不同稻作區(qū)稻米品質(zhì)特點(diǎn)，旨在了解遼寧省水稻品質(zhì)區(qū)域特性與分布規(guī)律，為促進(jìn)遼寧省調(diào)整水稻種植結(jié)構(gòu)、優(yōu)化品種布局、針對(duì)不同稻區(qū)品質(zhì)特性進(jìn)行調(diào)控提供有益參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料為采集自遼寧省不同稻作區(qū)的主栽水稻品種當(dāng)季稻谷。稻作區(qū)按照《中國(guó)水稻種植區(qū)劃》[13]劃分，取樣地點(diǎn)設(shè)在6個(gè)稻作區(qū)（亞區(qū)）的12個(gè)市，分別是東南部沿海平原稻區(qū)（丹東）、遼東山地丘陵稻區(qū)的東北部山地丘陵亞區(qū)（撫順和本溪）、遼河平原稻區(qū)的遼河三角洲鹽堿地亞區(qū)（盤錦和營(yíng)口）、遼寧中部平原亞區(qū)（遼陽、鞍山和沈陽）、遼北平原丘陵亞區(qū)（鐵嶺和阜新）和遼西山地丘陵稻區(qū)的遼西走廊平原亞區(qū)（錦州和葫蘆島），水稻品種為農(nóng)戶種植的當(dāng)?shù)刂髟云贩N（表1）。

表1 試驗(yàn)材料所屬遼寧省水稻種植區(qū)域Table 1 The test materials in rice planting regionalization of Liaoning province

1.2 方法

分別在2014年和2015年水稻成熟期，在上述6個(gè)稻作區(qū)（亞區(qū)）的12個(gè)市的代表性鄉(xiāng)鎮(zhèn)隨機(jī)選取3塊稻田，每塊田隨機(jī)采集3份稻谷樣品，每份稻谷樣品250～300g。稻谷取樣后，用尼龍網(wǎng)袋于自然風(fēng)干條件下儲(chǔ)藏90d以上，待稻谷水分含量降到12%～14%、理化性狀穩(wěn)定后開始進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。

1.2.1 谷粒性狀 采用游標(biāo)卡尺測(cè)定各水稻樣品的谷粒長(zhǎng)、寬、厚，并稱量粒重。

1.2.2 加工品質(zhì) 樣品用JLGJ-45實(shí)驗(yàn)礱谷機(jī)脫殼后，分析各樣品糙米率；然后再用JNMJ3實(shí)驗(yàn)?zāi)朊讬C(jī)去糙研磨成精米，分析各樣品精米率和整精米率。糙米率、精米率和整精米率均按照中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部《米質(zhì)測(cè)定方法》[14]標(biāo)準(zhǔn)(NY/T 83-2017)計(jì)算。

1.2.3 外觀品質(zhì) 采用大米外觀品質(zhì)檢測(cè)儀（JMWT12）測(cè)定精米的堊白度、堊白粒率和長(zhǎng)寬比。

1.2.4 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和食味品質(zhì) 采用FOSSInfratec1241-近紅外稻米品質(zhì)分析儀測(cè)定直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量；采用日本RCTA11A型米飯食味計(jì)測(cè)定米飯外觀、口感和綜合評(píng)分。

1.3 數(shù)據(jù)分析

2014年采集區(qū)域分布于4個(gè)稻作區(qū)中的6個(gè)亞區(qū)（東南部沿海平原稻區(qū)、東北部山地丘陵亞區(qū)、遼河三角洲鹽堿地亞區(qū)、遼寧中部平原亞區(qū)、遼北平原丘陵亞區(qū)和遼西走廊平原亞區(qū)）；2015年采集區(qū)域分布于3個(gè)稻區(qū)的5個(gè)亞區(qū)（因不可抗原因，缺失遼西山地丘陵稻區(qū)的遼西走廊平原亞區(qū)），本研究結(jié)合2年的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)結(jié)果采用Excel 2003軟件進(jìn)行整理后，采用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 遼寧省不同稻作區(qū)（亞區(qū)）稻谷的粒型性狀

由表2可知，6個(gè)稻作區(qū)（亞區(qū)）的稻谷粒型表現(xiàn)不同。在粒長(zhǎng)方面，除遼西走廊平原地區(qū)的粒長(zhǎng)最長(zhǎng)，達(dá)到7.92mm，其他5個(gè)稻作區(qū)（亞區(qū)）的粒長(zhǎng)沒有顯著的差異，粒長(zhǎng)在6.94～7.24mm區(qū)間；在粒寬方面，遼河三角洲鹽堿地亞區(qū)的粒寬最大，達(dá)到3.34mm，遼寧中部平原亞區(qū)的粒寬最小，為3.15mm；從長(zhǎng)寬比上看，遼西走廊平原亞區(qū)的長(zhǎng)寬比最大，為2.48，遼河三角洲鹽堿地亞區(qū)長(zhǎng)寬比最小，為2.08；遼河三角洲鹽堿地亞區(qū)在粒厚上同樣表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，達(dá)到2.31mm。在粒重方面，遼寧中部平原地區(qū)在2014年和2015年均較低，而遼河三角洲和東南沿海稻區(qū)都有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。綜上，沿海稻作區(qū)的谷粒偏大，且粒重優(yōu)勢(shì)突出。

表2 遼寧省不同稻作區(qū)（亞區(qū)）稻谷的粒型性狀Table 2 The grain traits in different rice production areas of Liaoning Province

2.2 遼寧省不同稻作區(qū)（亞區(qū)）稻米的加工品質(zhì)與外觀品質(zhì)

在加工品質(zhì)上，2014年遼河三角洲鹽堿地亞區(qū)的精米率和整精米率最低，較最高地區(qū)分別低4.4%和11.0%；2015年東北部山地丘陵亞區(qū)和中部平原亞區(qū)的整精米率最低，較最高地區(qū)低5.1%。而各稻作區(qū)間的糙米率沒有顯著差異，均為80%。在整精米的長(zhǎng)寬比方面，遼河三角洲鹽堿地亞區(qū)在兩年間均最高，兩年分別較最低的稻作區(qū)高9.9%和6.8%（表3）。

在外觀品質(zhì)上，遼河三角洲鹽堿地亞區(qū)的堊白粒率和堊白度顯著高于其他亞區(qū)，總體上表現(xiàn)為沿海平原稻區(qū)高于內(nèi)陸平原或山地丘陵稻區(qū)。其中在2014年遼河三角洲鹽堿地亞區(qū)的堊白粒率和堊白度較最低的遼西走廊平原亞區(qū)分別高3.4倍和4.2倍；2015年堊白粒率較最低的中部平原亞區(qū)高1.1倍，堊白度較最低的東南沿海平原稻區(qū)低1.6倍（表3）。

表3 遼寧省不同稻作區(qū)（亞區(qū)）稻米加工品質(zhì)與外觀品質(zhì)Table 3 The grain processing and appearance quality in different rice production areas in Liaoning Province

2.3 遼寧省不同稻作區(qū)（亞區(qū)）稻米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與食味品質(zhì)

由表4可知，在精米的蛋白質(zhì)含量上，遼河三角洲稻區(qū)高于或顯著高于其他稻區(qū)，而直鏈淀粉含量則低于或顯著低于其他稻區(qū)。其中，遼河三角洲稻區(qū)精米的蛋白質(zhì)含量在2014年較東北部山地丘陵亞區(qū)精米的蛋白質(zhì)含量高9.3%，2015年較遼北平原丘陵亞區(qū)精米的蛋白質(zhì)含量高16.9%；遼河三角洲稻區(qū)精米的直鏈淀粉含量在2014年和2015年分別較東北部山地丘陵亞區(qū)低8.9%和10.7%。在食味值和米飯綜合評(píng)分方面，各稻區(qū)在2014年均沒有顯著差異；2015年遼寧中部平原亞區(qū)顯著低于其他稻區(qū)，外觀、口感和綜合評(píng)分指標(biāo)較最高的東南部沿海稻區(qū)分別低15.3%、11.0%和8.4%。

表4 遼寧省不同稻作區(qū)（亞區(qū)）營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與食味品質(zhì)Table 4 The nutritional and tasting quality in different rice production areas in Liaoning Province

2.4 遼寧省不同稻區(qū)（亞區(qū)）稻谷品質(zhì)性狀的主成分分析

從主成分分析結(jié)果可以看出（表5），前3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)百分率為93.704%，因此采用該3個(gè)主成分代替供試品種的性狀指標(biāo)來對(duì)遼寧省水稻品質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。其中第1主成分的貢獻(xiàn)率為49.521%，特征值λ1為4.952，在對(duì)應(yīng)主要因子中載荷系數(shù)較大的品質(zhì)性狀有堊白粒率、堊白度、精米長(zhǎng)寬比和精米率。第1主成分以精米的外觀品質(zhì)為主，因此可以設(shè)定為精米外觀品質(zhì)因素。第2主成分的貢獻(xiàn)率為28.344%，特征值λ2為2.834，在對(duì)應(yīng)主要因子中載荷系數(shù)較大的品質(zhì)性狀有米飯的口感和外觀、糙米率和整精米率，因此可以將第2主成分稱為食味品質(zhì)與加工品質(zhì)相結(jié)合的因子。第3主成分的貢獻(xiàn)率為15.839%，特征值λ3為1.584，在對(duì)應(yīng)主要因子中載荷系數(shù)較大的品質(zhì)性狀有精米的蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量，因此可以將第3主成分稱為營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)因子。

表5 遼寧省不同稻區(qū)稻谷品質(zhì)性狀主成分特征向量值Table 5 The principal components′eigen vector of rice quality in different rice areas of Liaoning Province

3 討論與結(jié)論

研究結(jié)果表明，沿海稻區(qū)特別是遼河三角洲鹽堿稻區(qū)與其他內(nèi)陸平原和山地丘陵稻區(qū)的谷粒粒型和加工品質(zhì)有著明顯的不同。在稻谷的寬度、厚度和千粒重上，以及糙米率、精米率和整精米率上，沿海平原稻區(qū)優(yōu)勢(shì)比較明顯，谷粒明顯偏大，千粒重和出米率較高。而且碾米后，整精米的長(zhǎng)寬比明顯高于其他稻區(qū)，即“長(zhǎng)粒米”特征明顯。在外觀品質(zhì)方面，沿海平原稻區(qū)堊白粒率和堊白度明顯高于其他稻區(qū)，總體上有沿海平原稻區(qū)高于內(nèi)陸平原或山地丘陵稻區(qū)的趨勢(shì)。這可能與兩類地區(qū)的晝夜溫差有關(guān)，沿海平原稻區(qū)的晝夜溫差較小，而內(nèi)陸平原或山地丘陵稻區(qū)的晝夜溫差較大[15]。韓勇等[16]研究也表明，遼河三角洲鹽堿稻區(qū)大面積種植的鹽豐47堊白粒率較高。因此，沿海平原稻區(qū)應(yīng)選育低堊白的品種，以提高稻米的外觀品質(zhì)和商品價(jià)值。

從夕漢等[17]研究表明隨著施氮量的增加，不同基因型水稻籽粒中的蛋白質(zhì)含量均逐漸升高。本研究調(diào)查過程中也發(fā)現(xiàn)，遼寧省從北至南，施氮量呈逐漸增長(zhǎng)趨勢(shì)，與地區(qū)蛋白質(zhì)含量變化趨勢(shì)基本一致。朱慶森等[18]認(rèn)為低直鏈淀粉米做成的米飯偏粘、偏軟，有較好的適口性。較高的蛋白質(zhì)含量和較低的直鏈淀粉含量，使沿海平原稻區(qū)稻米的食味表現(xiàn)出較強(qiáng)的不穩(wěn)定性，這在口感和米飯綜合評(píng)分上得到了驗(yàn)證，即在不同年份和不同稻區(qū)，其數(shù)值表現(xiàn)出一定的波動(dòng)性。

本研究從遼寧省主栽水稻稻米品質(zhì)性狀中提取3個(gè)主成分，歸納為外觀品質(zhì)因子、食味品質(zhì)與加工品質(zhì)相結(jié)合因子和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)因子三大模塊。在三大模塊中，外觀品質(zhì)性狀應(yīng)注重堊白粒率、堊白度和長(zhǎng)寬比；食味品質(zhì)以口感指標(biāo)為重，加工品質(zhì)以糙米率和整精米率為重；而稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)應(yīng)注重蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量。于秋竹等[19]在對(duì)黑龍江不同積溫帶種植的水稻品種進(jìn)行品質(zhì)性狀分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，寒地水稻品質(zhì)育種比較注重脂肪酸含量、堊白大小和粒長(zhǎng)等指標(biāo)。張子軍等[20]對(duì)來自吉林和黑龍江的163份寒地早粳稻品種(系)的主要品質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，粒型因子、加工因子和外觀因子是決定稻米品質(zhì)的主要因子。LI等[21]研究也表明在水稻優(yōu)質(zhì)育種方面應(yīng)注重堊白和粒型等選擇，才能有效提高水稻品質(zhì)育種的效率?？梢?，稻米外觀品質(zhì)、加工品質(zhì)是目前育種者和種植者更為關(guān)注的重要品質(zhì)指標(biāo)。當(dāng)然，隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)稻米品質(zhì)的追求也不斷升級(jí)，食味值（口感）也必將越來越受到人們的重視。

總體上來說，東南部沿海平原稻區(qū)和遼河三角洲鹽堿地亞區(qū)稻米的外觀品質(zhì)較差而營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較好，在栽培和育種上進(jìn)一步改良的方向應(yīng)該是降低堊白粒率和堊白度。在栽培上，應(yīng)注意適當(dāng)減少氮肥施用量，降低蛋白質(zhì)含量，提高食味值（口感）。中北部平原或山地丘陵稻區(qū)稻米的外觀性狀較好，堊白值較低，但大米粒型偏短圓。稻谷粒形窄而薄，飽滿度不足，碾米性狀較差，糙米率、精米率和整精米率都有待提高。在栽培和育種上進(jìn)一步改良的方向應(yīng)該是增加長(zhǎng)寬比，加強(qiáng)灌漿結(jié)實(shí)期的管理，增加籽粒飽滿度，提高加工品質(zhì)。